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海上基础钻机(OFD®)

应用于风力发电机海上基础工程的钻进技术

________________ 在德国,海上风力发电是实现可再生能源电力供应的一个主要方面。为实现联邦政府关于将风电在德国电力总消耗中的份额从6.6%(2008年)增加到25%(2030年)的目标,不仅要扩大陆上风场的建设,而且还要拓展海上风场的开发。

灵活的VSM下沉式竖井掘进技术也同样适用于海上应用

德国联邦环境、自然保护与核能安全部(BMU)资助的可行性和概念设计研究项目研发出了一种设备技术,该设备基于VSM下沉式竖井掘进技术,改进后也同样适用于海上应用。VSM下沉式竖井掘进机在陆地上用于挖掘竖井,如为隧道掘进机挖始发井和接收井、为地铁线挖通风井等等。VSM设备能在地下水位线下作业。铣挖头挖出的渣土连同周围的水由泵吸取并输送到地面。在地面,渣土从泥浆中分离出来。

海上基础钻机(OFD®)以久经验证的VSM技术为基础——适用于海上应用。

海上基础钻机(OFD®)的工作原理大致相同。通过可变撑靴系统,将钻机固定在单孔桩的不同位置。也就是说,海上基础钻机(OFD®)可利用一个锥形桩进行安装和回撤。利用移动式悬臂,可确保在直径方面取得最大的灵活性。这样,钻进直径就可以配合单孔桩的直径,从而使其能够在桩内钻进,以及在桩基之下进行超挖。在水下,使用挖掘头进行挖掘,挖掘头沿桩轴心同心旋转,切挖底部工作面。挖掘渣土通过通过一台潜水泵输送到水面。固体渣土与液体分离后临时存放,液体返回钻进系统。

对比常规施工技术的优势

目前,海上风场基础结构的常用安装方法是打桩。具体施工方法是在桩子上安装液压锤,由液压锤以大约每分钟30锤的速度,将桩子打入海床。每根桩子需要锤击多达8000次。使用这种技术,最高噪音量可达195分贝,即使在750米外感受到的连续噪音量仍可达178分贝。这对海洋动物,特别是北海和波罗的海的海豚造成严重影响。对于这些以声音交流并通过声音寻找方向的动物,声压超过164分贝即可导致暂时性阈移,甚至可引起致命性损伤。

海瑞克联合德国奥尔登堡(Oldenburg)技术与应用物理研究所(ITAP)对一台在陆地操作的VSM设备进行了测量,测量结果作为预测海上基础钻进(OFD®)技术水下噪声的基础。在750米外的连续噪音估算值仅为117分贝(re1μPa)。峰值噪声水平最多仅比该值高3到4分贝。因此,相对于打桩,海上基础钻进技术取得明显的长进,比德国联邦海事及水文地理局(BSH)建立的160分贝的当前参考值还低了40分贝以上。

在许多地区,地质条件为打桩作业造成困难。不适于打桩的条件包括密实度很高的土层、岩层或漂石。因此,打桩施工法经常受到限制。这意味着,要成功完成海上基础建设工程,工程量和费用都会非常庞大。海上基础钻进(OFD®)技术对施工单位来说是首项能够将这些问题迎刃而解的技术。海上基础钻机(OFD®)的刀盘可以换装不同的刀具,适应不同的地质条件。

 

 

 

基于由德国联邦议院通过的一份决议,由德国联邦环境、自然保护与核能安全部(BMU)资助该技术的研发。

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